KR20070012754A

KR20070012754A - 패턴 영역과 비패턴 영역을 동시에 갖는 확산판을 이용한직하형 액정표시장치

Info

Publication number: KR20070012754A
Application number: KR1020070001946A
Authority: KR
Inventors: 신승철
Original assignee: 주식회사 디엔디테크
Priority date: 2006-12-04
Filing date: 2007-01-08
Publication date: 2007-01-26

Abstract

본 발명은 패턴 영역과 비패턴 영역을 동시에 갖는 확산판을 이용한 직하형 액정표시장치에 관한 것으로, 종래의 엘씨디 패널(100), 확산판(Diffuser Sheet)(120), 램프(Lamp)(130), 리플렉터(140)로 구성되는 직하형 액정표시장치에 있어서, 상기 확산판(120)은 그 상면 또는 배면에, 직육면체 형상 내에 형성 가능한 모든 입체적 형상 중 하나의 형상으로 양각 또는 음각으로 형성되는 패턴(pattern)(121)이 다수 배열된 패턴영역(122)과, 비패턴 영역(123)이 동시에 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 직하형 액정표시장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하는 경우, 비교적 간단하고 저렴한 구성으로 패턴 영역과 비패턴 영역을 동시에 갖는 확산판을 이용하여 패턴 영역과 비패턴 영역이 교대로 형성되므로, 패턴영역에서는 빛의 굴절을 통한 휘도향상 효과가 발생하고 패턴과 패턴 사이의 골은 슬릿(Slit) 역할을 하여 선광원인 Lamp의 빛을 회절시켜 확산시킴으로써 입사된 선광원을 면광원에 가깝게 출사시키게 되어 램프(Lamp)의 광선의 광량이 많이 손실되지 않아 높은 광량을 유지하면서도, 램프(Lamp)의 형상이 충분히 차폐되어 균일한 광량 분포가 가능하게 되어, 기존의 직하형 액정표시장치에 비하여 램프(Lamp)와 엘씨디 패널 사이의 간격을 줄일 수 있어 더욱 얇은 액정표시장치의 제작이 가능하고, 기존의 액정 표시 장치에 비하여 램프(Lamp)의 형상이 차폐되는 효과가 뛰어나므로, 기존의 램프(Lamp)보다 적은 수량의 램프(Lamp)의 사용이 가능 하여 제작에 필요한 시간 및 단가 등을 절감할 할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 비패턴영역에서는 빛을 그대로 투과시켜 넓은 시야각을 확보할 수 있다는 장점이 있다.

패턴, 확산판, 액정표시장치, 분산, 집광

Description

패턴 영역과 비패턴 영역을 동시에 갖는 확산판을 이용한 직하형 액정표시장치 {LCD Display Using Diffuser Plate with Patterned Area and Non-Patterned Area }

도 1: 본 발명의 일 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 분해 구성도

도 2: 기존 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 확산판의 구성 단면도

도 3: 기존 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 확산판의 광확산 패턴 모식도

도 4: 본 발명의 일 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 확산판 구성도

도 5-a: 본 발명의 일 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 확산판의 반원형 패턴 영역의 사시도

도 5-b 발명의 일 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 확산판의 반원형 패턴 영역의 단면 사진

도 6-a: 본 발명의 일 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 확산판의 프리즘형 패턴 영역의 사시도

도 6-b: 본 발명의 일 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 확산판의 프 리즘형 패턴 영역의 단면사진

도 7: 본 발명의 일 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 확산판의 단면 사진

도 8: 기존 실시 예와 본 발명의 일 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 두께 비교도

도 9: 기존 실시 예와 본 발명의 일 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 백라이트 램프(Lamp) 배치 비교도

도 10: 본 발명의 일 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 확산판의 패턴 영역의 배열 단면도

도 11: 본 발명의 다른 실시 예에 의한 직하형 액정표시장치의 확산판의 패턴 영역의 배열 단면도

<도면의 주요부에 사용된 기호의 설명>

10: 기존 방식의 확산판

100: 엘씨디 패널(LCD Pannel) 110: 광학 시트(Optical Sheet)

111: 편축 광학계 112: 베이스 필름

120: 확산판((Diffuser Sheet) 121: 패턴

122: 패턴 영역 123: 비패턴 영역

124: 반원형 패턴 125: 프리즘형 패턴

126: 코어 레이어(Core Layer) 127: 스킨 레이어(Skin Layer)

128: 확산체 129: 슬릿부

130: 램프(Lamp) 140: 리플렉터

일반적으로, 액정표시장치는 수동발광 소자이므로 배면에 백라이트 램프(Backlight Lamp: 이하 "램프")를 사용하게 되며, 이 경우 램프를 설치하는 방법은 Edge type과 Direct type(직하방식)으로 나뉜다. 기존의 직하형 액정표시장치의 램프(Lamp)의 배치와 구조는, 도 1에 도시한 것과 같이 램프(Lamp)(11)가 화면(10) 바로 아래 (디퓨저 플레이트(Diffuser Plate) 바로 아래)에 배열되는데, 직하 형(Direct type)의 경우 램프가 화면 바로 아래쪽에 배열되므로 램프(Lamp)와 확산판(Diffuser Plate)간의 일정한 거리가 확보되어야 하고, 램프(Lamp)간의 간격(pitch)도 일정간격을 필요로 한다. 이로 인해 램프를 Slim하게 설계하게 되거나 또는 배열된 램프수를 적게 할 경우, 선광원인 램프의 입사광이 충분히 확산되지 못해 화면상에 램프 비침현상(Lamp mura)이 발생하게 된다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 방지하기 위하여 기존에는, 도 3에 도시한 것과 같이 확산체(128)가 내장된 확산판을 이용하여, 확산체(128)에 의한 산란 현상을 이용하여 화면 아래쪽 다수의 램프 또는 기타 광원으로부터 나오는 빛을 확산시켜 휘도를 균일하게 하는 방법을 사용하였다. 이러한 기존의 확산판은 도 2에 도시한 것과 같이 스킨 레이어(Skin Layer)(127)와, 확산체(128)가 내장된 코어 레이어(Core Layer)(126)로 이루어져 있으며 PMMA, MS 및 PC 수지를 주로 사용한다. Cost down을 위해 PS 수지를 이용하기도 한다. 그러나 이러한 기존의 방법 역시, 단순한 산란현상에 의한 관확산의 효과가 충분하지 못하여, 램프 비침 현상을 방지하기 위해 여러 장의 확산판을 겹쳐서 설치하여야 하므로, 램프에서 전달되는 광량의 손실이 발생함은 물론, 제작 공정이 복잡해지고 제조 단가가 상승한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 종래의 엘씨디 패널(100), 확산판(Diffuser Sheet)(120), 램프(Lamp)(130), 리플렉터(140)로 구성되는 직하형 액정표시장치에 있어서, 상기 확산판(120)은 그 상면 또는 배면에, 직육면체 형상 내에 형성 가능한 모든 입체적 형상 중 하나의 형상으로 양각 또는 음각으로 형성되는 패턴(pattern)(121)이 다수 배열된 패턴영역(122)과, 비패턴 영역(123)이 동시에 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 직하형 액정표시장치를 제공하여, 비교적 간단하고 저렴한 구성으로 패턴영역에서는 빛의 굴절을 통한 휘도향상 효과가 발생하고 패턴과 패턴사이의 골은 Slit 역할을 하여 선광원인 Lamp의 빛을 회절시켜 확산시킴으로써 입사된 선광원을 면광원에 가깝게 출사시키게 되어 램프(Lamp)의 광선의 광량이 많이 손실되지 않아 높은 광량을 유지하면서도, 램프(Lamp)의 형상이 충분히 차폐되어 균일한 광량 분포가 가능하게 되어, 기존의 직하형 액정표시장치에 비하여 램프(Lamp)와 엘씨디 패널 사이의 간격을 줄일 수 있어 더욱 얇은 액정표시장치의 제작이 가능하고, 기존의 액정 표시 장치에 비하여 램프(Lamp)의 형상이 차폐되는 효과가 뛰어나므로, 기존의 램프(Lamp)보다 적은 수량의 램프(Lamp)의 사용이 가능하여 제작에 필요한 시간 및 단가 등을 절감할 할 수 있으며, 비패턴영역에서는 빛을 그대로 투과시켜 넓은 시야각을 확보할 수 있도록 하여 고품위의 화면 표시가 가능하게 하는 것을 주목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 종래의 엘씨디 패널(100), 확산판(Diffuser Sheet)(120), 램프(Lamp)(130), 리플렉터(140)로 구성되는 직하형 액정표시장치에 있어서, 상기 확산판(120)은 그 상면 또는 배면에, 직육면체 형상 내 에 형성 가능한 모든 입체적 형상 중 하나의 형상으로 양각 또는 음각으로 형성되는 패턴(pattern)(121)이 다수 배열된 패턴영역(122)과, 비패턴 영역(123)이 동시에 교대로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 패턴(121)의 피치는 1㎛이상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 비패턴 영역(123)의 폭은 0에서 패턴 영역(122)의 폭 사이의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 패턴(121)의 형상은 그 단면이 반원형 패턴(124)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 패턴(121)의 형상은 그 단면이 프리즘형 패턴(125)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 램프(130)가 직관형 램프인 경우, 상기 패턴(121)은 상기 직관형 램프와 평행으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 비패턴 영역(123)의 폭은 패턴 영역(122)의 폭 이상의 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 패턴(121)은 300㎛의 폭을 가지며 15개가 배열되고, 상기 비패턴 영역(123)의 폭은 300㎛인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 패턴(121)은 200㎛의 폭을 가지며 25개가 배열되고, 상기 비패턴 영역(123)의 폭은 200㎛인 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 패턴 영역과 비패턴 영역을 동시에 갖는 확산판을 이용한 직하형 액정표시장치를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

먼저, 본 발명은 도 1에 도시한 것과 같이, 엘씨디 패널(100), 확산판(Diffuser Sheet)(120), 램프(Lamp)(130), 리플렉터(140)로 구성된다. 한편, 광원의 확산 효과를 더욱 증대시키기 위하여, 도 1에 도시한 것과 같이 엘씨디 패널(100)과 확산판(Diffuser Sheet)(120) 사이에 하나 이상의 광학 시트(110)가 삽입되는 것이 바람직하다.

이 중, 엘씨디 패널(100), 램프(Lamp)(130), 리플렉터(140)는 종래의 액정표시장치에서 일반적으로 사용되는 구성으로서, 그 구성과 작용에 관한 사항은 본 발명이 속하는 기술분야에서는 공지의 사실이므로 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 광학 시트(110)에 관하여 설명한다. 상기 광학 시트(110)는 광투과성 재질로 구성되며 직육면체 형상 내에 형성 가능한 모든 입체적 형상 중 하나의 형상으로 양각 또는 음각으로 형성되는 다수개의 편축 광학계가 배열되어 있는 시트로, 광원의 편축 분산 및 집광 기능을 가지는 시트이다.

다음으로, 패턴 영역과 비패턴 영역을 동시에 갖는 확산판(120)에 관하여 설명한다. 상기 확산판(120)은 도 4에 도시한 것과 같이 그 상면 또는 배면에, 패턴(pattern)(121)이 다수 배열된 패턴영역(122)과, 비패턴 영역(123)이 동시에 교대로 형성되어 있다. 상기 패턴 영역(122)을 구성하는 패턴(121)은, 직육면체 형상 내에 형성 가능한 모든 입체적 형상 중 하나의 형상으로 양각 또는 음각으로 형성하는 것이 가능하다. 상기 패턴(121)이 패턴 영역(122)을 구성하는 경우, 도 7에 도시한 것과 같이 패턴 영역(122)에서는 빛의 굴절을 통한 휘도 향상 효과가 발생하며, 각각의 패턴(121)사이에 형성되는 골이 슬릿(slit)의 역활을 하는 슬릿부(129)를 구성하여, 선광원인 상기 램프(130)의 빛을 회절시켜 확산시킴으로써 입사된 선광원을 면광원에 가깝게 출사시킨다. 또한, 상기 비패턴 영역(123)은 빛을 그대로 투과시켜 넓은 시야각을 확보할 수 있다.

이러한 상기 패턴(121)의 한 실시례로는 도 5-a에 도시한 것과 같은 반원형 패턴(124)이 있다. 한편, 상기 패턴(121)의 다른 실시례로는 도 6-a에 도시한 것과 같은 프리즘형 패턴(125)이 있다. 이 경우, 상기 프리즘형 패턴(125)의 단면 현상을 구성하는 프리즘의 기능에 의해 입사광이 굴절되어 분산되게 된다.

한편, 도 7에 도시한 상기 패턴 영역(122)을 구성하는 패턴(121)의 피치(pitch)는 1㎛이상인 것이 바람직하다. 또한, 도 7에 도시한 상기 비패턴 영역(123)의 폭은 0에서 상기 패턴 영역(122)의 폭 이하인 것이 바람직하나, 경우에 따라 상기 패턴 영역(122)의 폭을 초과하는 것도 가능하다. 이러한 상기 확산판(120)의 한 실시예로 도 10에 도시한 것과 같이 상기 패턴(121)은 300㎛의 폭을 가지며 15개가 배열되어 상기 패턴 영역(122)의 폭이 4.5mm가 되고, 상기 비패턴 영역(123)의 폭은 300㎛이 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 확산판(120)의 다른 실시예로 도 11에 도시한 것과 같이 상기 패턴(121)은 200㎛의 폭을 가지며 25개가 배열되어 상기 패턴 영역(122)의 폭이 5.0mm가 되고, 상기 비패턴 영역(122)의 폭은 200㎛이 되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 확산판(120)의 패턴 영역(122)의 배열 방향은, 상기 램프(130)가 직관형 램프인 경우, 상기 램프(130)와 평행한 방향이 되도록 하는 것이 바람직하다.

이하에서는, 본 발명의 일 실시례에 의한 패턴 영역과 비패턴 영역을 동시에 갖는 확산판을 이용한 직하형 액정표시장치의 작용에 관하여 설명한다.

상기 패턴 영역과 비패턴 영역을 동시에 갖는 확산판(120)은 도 1에 도시한 것과 같이 상기 엘씨디 패널(100)과 상기 램프(130) 사이에 삽입된다. 이러한 패턴 영역과 비패턴 영역을 동시에 갖는 확산판(120)의 사용으로, 패턴영역에서는 빛의 굴절을 통한 휘도향상 효과가 발생하고 패턴과 패턴사이의 골은 Slit 역할을 하여 선광원인 Lamp의 빛을 회절시켜 확산시킴으로써 입사된 선광원을 면광원에 가깝게 출사시키게 되어 램프(Lamp)의 광선의 광량이 많이 손실되지 않아 높은 광량을 유지하면서도, 램프(Lamp)의 형상이 충분히 차폐되어 균일한 광량 분포가 가능하게 되어, 도 8에 도시한 것과 같이 램프(Lamp)(130)와 엘씨디 패널(100) 사이의 거리를 가깝게 하는 것이 가능해지므로, 결과적으로 액정표시장치의 두께를 획기적으로 감소시키는 것이 가능하다.

한편, 램프(Lamp)(130)의 램프 비침 현상이 해소될 수 있다는 특징을 이용하여, 도 9에 도시한 것과 같이 기존의 램프(Lamp)보다 적은 수량의 고광량 램프(Lamp)를 배치하는 것만으로도 동일한 효과를 가져올 수 있으므로, 제작에 필요한 시간 및 단가 등을 절감할 할 수 있다.

이상에서는 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 의하면, 이상에서 상술한 바와 같이 비교적 간단하고 저렴한 구성으로 패턴 영역과 비패턴 영역을 동시에 갖는 확산판을 이용하여 패턴 영역과 비패턴 영역이 교대로 형성되므로, 패턴영역에서는 빛의 굴절을 통한 휘도향상 효과가 발생하고 패턴과 패턴사이의 골은 Slit 역할을 하여 선광원인 Lamp의 빛을 회절시켜 확산시킴으로써 입사된 선광원을 면광원에 가깝게 출사시키게 되어 램프(Lamp)의 광선의 광량이 많이 손실되지 않아 높은 광량을 유지하면서도, 램프(Lamp)의 형상이 충분히 차폐되어 균일한 광량 분포가 가능하게 되어, 기존의 직하형 액정표시장치에 비하여 램프(Lamp)와 엘씨디 패널 사이의 간격을 줄일 수 있어 더욱 얇은 액정표시장치의 제작이 가능하고, 기존의 액정 표시 장치에 비하여 램프(Lamp)의 형상이 차폐되는 효과가 뛰어나므로, 기존의 램프(Lamp)보다 적은 수량의 램프(Lamp)의 사용이 가능하여 제작에 필요한 시간 및 단가 등을 절감할 할 수 있다는 장점이 있다.

Claims

종래의 엘씨디 패널(100), 확산판(Diffuser Sheet)(120), 램프(Lamp)(130), 리플렉터(140)로 구성되는 직하형 액정표시장치에 있어서,

상기 확산판(120)은 그 상면 또는 배면에, 직육면체 형상 내에 형성 가능한 모든 입체적 형상 중 하나의 형상으로 양각 또는 음각으로 형성되는 패턴(pattern)(121)이 다수 배열된 패턴영역(122)과, 비패턴 영역(123)이 동시에 교대로 형성되는 것을 특징으로 하는 직하형 액정표시장치.
청구항 1에 있어서,

상기 패턴(121)의 피치는 1㎛이상인 것을 특징으로 하는 직하형 액정표시장치.
청구항 2에 있어서,

상기 비패턴 영역(123)의 폭은 0에서 패턴 영역(122)의 폭 사이의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 직하형 액정표시장치.
청구항 3에 있어서,

상기 패턴(121)의 형상은 그 단면이 반원형 패턴(124)인 것을 특징으로 하는 직하형 액정표시장치.
청구항 3에 있어서,

상기 패턴(121)의 형상은 그 단면이 프리즘형 패턴(125)인 것을 특징으로 하는 직하형 액정표시장치.
청구항 4 또는 5에 있어서,

상기 램프(130)가 직관형 램프인 경우, 상기 패턴(121)은 상기 직관형 램프와 평행으로 형성되는 것을 특징으로 하는 직하형 액정표시장치.
청구항 2에 있어서,

상기 비패턴 영역(123)의 폭은 패턴 영역(122)의 폭 이상의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 직하형 액정표시장치.
청구항 3에 있어서,

상기 패턴(121)은 300㎛의 폭을 가지며 15개가 배열되고, 상기 비패턴 영역(123)의 폭은 300㎛인 것을 특징으로 하는 직하형 액정표시장치.
청구항 3에 있어서,

상기 패턴(121)은 200㎛의 폭을 가지며 25개가 배열되고, 상기 비패턴 영역(123)의 폭은 200㎛인 것을 특징으로 하는 직하형 액정표시장치.